Liebherr automatise le dévissage des batteries

Le désassemblage des batteries en fin de vie des véhicules électriques reposait historiquement sur processus manuel. Un électricien qualifié dans le domaine de la haute tension a généralement besoin de plusieurs heures pour démonter un seul pack de batteries automobiles. Cette approche manuelle représente un goulot d'étranglement opérationnel pour les centres de recyclage confrontés à une pénurie de main-d'œuvre qualifiée et à une multiplication attendue par dix des volumes de batteries usagées au sein de l'Union européenne d'ici 2030.

Au-delà des contraintes de main-d'œuvre, l'architecture physique des boîtiers de batteries complique le traitement automatisé. Les vis de fixation sont souvent réparties sur des plans horizontaux et verticaux et présentent fréquemment une mixité de géométries, telles que des têtes Torx et hexagonales. De plus, les composants arrivant dans les centres de recyclage sont souvent sales ou endommagés, ce qui réduit la fiabilité des systèmes de reconnaissance optique conventionnels.

Mise en œuvre de solutions d'automatisation servo-pneumatiques
Pour répondre à ces défis opérationnels, Liebherr a développé le système LHDismantle, une cellule de démontage robotisée conçue pour automatiser le retrait des vis de couvercle sans nécessiter de programmation complexe ni d'expertise en robotique de la part du personnel de l'usine. « Les opérateurs du système n'ont pas besoin d'avoir des connaissances en robotique ou en automatisation, car l'exploitation du système ne requiert aucune connaissance en programmation ou en apprentissage », précise Daniel Reischmann, du service des ventes techniques automatisation E-Mobility chez Liebherr.

Pour obtenir un dévissage fiable et indépendant de la position, le système intègre le régulateur de position servo-pneumatique CMAD développé par Festo. Ce régulateur gère les mâchoires de serrage de l'outil de préhension, conférant au système les caractéristiques de contrôle précis de position et de force d'une pince électrique, tout en conservant la légèreté et la robustesse mécanique des entraînements pneumatiques. Cette optimisation du poids est particulièrement avantageuse pour les applications en bout de bras (end-of-arm) sur les manipulateurs robotiques, où la minimisation du poids de la charge utile est essentielle.

L'architecture de commande utilise des piézo-valves intégrées pour actionner de petits vérins pneumatiques dans un système en boucle fermée. Cette configuration est soutenue par un détendeur de pression proportionnel pour des réglages précis à de faibles débits, un terminal de distributeurs flexible et des vérins pneumatiques standards.

Validation technique et avantages opérationnels
L'intégration du régulateur de position servo-pneumatique permet aux pinces du robot d'exercer une force spécifiée avec une précision spatiale de 0,2 mm dans les orientations verticales et horizontales. Comme le régulateur dispose d'une détection intégrée de la position dans l'espace, il maintient une force constante même si l'orientation de l'outil change pendant le fonctionnement. Cette capacité permet au système de traiter de manière transparente les vis situées sur différents côtés du boîtier de la batterie.

De plus, la conception mécanique utilise une étape de positionnement tactile brevetée lors de la séquence de dévissage. Cette approche tactile élimine le besoin d'un système de vision optique, rendant l'outil résistant aux fixations déformées, contaminées ou désalignées.

La configuration technique a fait l'objet d'une validation approfondie avant son déploiement. « Le développement du régulateur de position CMAD nous a permis de nous affranchir du système de vision utilisé précédemment », déclare Jan Pollmann, responsable du développement chez Liebherr, en notant que la collaboration avec les experts techniques du Festo Experience Centre à Esslingen a permis aux équipes d'ingénierie d'évaluer minutieusement la solution dans des conditions opérationnelles simulées.

L'implémentation de ce système automatisé permet aux usines de recyclage d'adapter leurs opérations afin de récupérer des matières premières telles que le lithium, le cobalt et le nickel. 

Publié par Maria Brueva, rédactrice pour Induportals – contenu adapté par l'IA.

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